鋰電行業(yè)2021研發(fā)PK：誰是最硬核技術控？

2021年對于動力電池行業(yè)來說是不平凡的一年，一邊是上游賺取暴利與中下游承擔成本壓力，另外一邊則是消費市場和資本市場形成了強烈的冰與火對比。

此前，鋰貓君在《財報中的鋰電新格局：暴利的上游與失語的下游》和《鋰電行業(yè)2021薪酬PK：誰在“悶聲發(fā)大財”?》中，鋰貓君已經(jīng)梳理了鋰電企業(yè)的業(yè)績表現(xiàn)總覽與薪酬情況。

本文則試圖從研發(fā)投入的角度找出一些新的行業(yè)規(guī)律與端倪：

除了上游礦產(chǎn)對于資源的依賴程度更高、對于技術依賴的程度更低之外，其他各個環(huán)節(jié)都有一些新的技術趨勢變化，體現(xiàn)在研發(fā)投入上也較為明顯。

電池仍是對研發(fā)投入要求最高的環(huán)節(jié)，其次是整車，另外值得關注的則是負極材料，其研發(fā)投入不僅超過了隔膜，也超過了正極材料。

動力電池的上半場是政策與產(chǎn)能之爭，而如今已經(jīng)進入了新的高度市場化的階段，以技術拼實力的時刻或許正在來臨。

(注：本文中研發(fā)費用數(shù)據(jù)的單位均為：億元)

上游礦企：研發(fā)費用率不足3%

雖然在2021年原材料一片大漲中，上游鋰礦企業(yè)的凈利潤平均每家翻了11倍。但由于主要依賴于資源供需的周期性，上游礦業(yè)企業(yè)的研發(fā)項目主要圍繞資源的勘探開采及提純制備，因此研發(fā)費用率整體不高。

1、研發(fā)費用率不足3%

從研發(fā)費用來看，上游礦企的研發(fā)費用均值從2020年的1.08億元提升至2021年但1.58億元，增幅近50%，但研發(fā)費用率依然維持2.6%左右，且略有下滑。

2022年一季度，平均研發(fā)費用率更是不足2%。

其中，研發(fā)費用最高的資金礦業(yè)，但考慮到其收入規(guī)模高達2000億元+，因此研發(fā)費用率反而幾乎墊底。

2、研發(fā)費用率最高：久吾高科

而從研發(fā)費用率來看，2020年-2022年一季度，位居第一位的都是久吾高科。

其原先業(yè)務集中于膜集成方案，但自從2018年中標五礦鹽湖1萬噸/年碳酸鋰項目之后，成功卡位了鹽湖提鋰核心工藝包，采用自研吸附劑及“膜法提鋰”工藝包，鞏固鹽湖提鋰布局，因此研發(fā)費用率始終保持較高水平，位居礦企首位。

3、兩大“鋰王”差距高達12倍

另外在上游礦企中，形成強烈對比的是天齊鋰業(yè)和贛鋒鋰業(yè)，兩位先后的“鋰王”在業(yè)務布局上呈現(xiàn)出顯著的差異：

天齊鋰業(yè)選擇全面加強其上游鋰布局，通過大型、單一且穩(wěn)定的鋰精礦供給實現(xiàn)自給自足的鋰化合物及衍生物生產(chǎn)商，規(guī)模效益逐漸凸顯。

而贛鋒鋰業(yè)則選擇將業(yè)務貫穿資源開采、提煉加工、電池制造回收的全產(chǎn)業(yè)鏈，由于對于中下游涉足較多，因此在研發(fā)費用上明顯高于天齊鋰業(yè)。

體現(xiàn)在研發(fā)數(shù)據(jù)上，隨著價格和收入的爆發(fā)，2021年天齊鋰業(yè)的研發(fā)費用率僅為0.25%，而贛鋒鋰業(yè)的研發(fā)費用率則高達3.03%，為天齊鋰業(yè)的12倍。

而這一特征在研發(fā)人員數(shù)量上的體現(xiàn)也極為顯著：天齊鋰業(yè)2021年僅擁有33位研發(fā)人員，而贛鋒鋰業(yè)則坐擁近600位技術人員。

不過縱觀整個行業(yè)，擁有最多研發(fā)人員的仍然是收入規(guī)模最大的紫金礦業(yè)，研發(fā)人員高達4474位。

正極材料：

鋰離子電池由四大要素組成：鋰電池大致可分為 4 個組成要素，分別是正極、負極、電解液和隔膜。

2021年正極材料的格局出現(xiàn)了巨大變化：磷酸鐵鋰在9月實現(xiàn)了裝機量反超，并最終在全年裝機量比拼中占據(jù)了上風。

1、平均研發(fā)費用率：3%上下

鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈中，隨著產(chǎn)業(yè)鏈位置的逐步下移，對于研發(fā)創(chuàng)造差異性的依賴也就越高，體現(xiàn)在研發(fā)費用率上同樣顯著。

理論上而言，不同的正負極活性物質的比容量和鋰電壓、輔助組元的不同，主要決定了電池的質量能量密度。

當前規(guī)?；瘧玫恼龢O材料主體是插層型材料，相對電壓較高(均值 3V 以上)的正極體系容量仍然在 300mAh/g 之內，限制了電池的綜合性能。

而就研發(fā)方向而言，電池正極材料正在向高鎳化、無鈷、單晶化發(fā)展，理應需要更高的投入。

縱觀整個正極材料行業(yè)，從2020年-2022年一季度，研發(fā)費用率相比上游礦企高出1pct左右，分別為3.79%、3.53%和3.21%。

2、研發(fā)費用率最高：長園集團

研發(fā)費用率最高為長園集團，2020-2022年一季度研發(fā)費用率分別為8.82%、12.76%和10.85%，穩(wěn)居行業(yè)首位。

而研發(fā)費用率最低的則是川金諾，僅徘徊在0.3%上下。

體現(xiàn)在研發(fā)人員數(shù)量上時，長園集團的人員數(shù)量同樣遙遙領先，高達4117人，比大多數(shù)正極材料企業(yè)的研發(fā)人員數(shù)量呈現(xiàn)出數(shù)量級的差異。

不過，長園集團并非典型的正極材料廠商，其研發(fā)項目主要在于智能電網(wǎng)設備與能源互聯(lián)網(wǎng)技術服務業(yè)務和消費類電子智能設備業(yè)務。

巧合的是，5月16日深圳證監(jiān)局官網(wǎng)披露了一則對大華會計師事務所關于長園集團審計流程的處罰，處罰指出2016-2017年長園集團的財務報表中存在虛增收入等問題。

與此同時，借助磷酸鐵鋰東風而起的德方納米成為了正極材料領域之王，營收增速位居全行業(yè)第二。

雖然研發(fā)投入相比2020年實現(xiàn)了3倍增長，研發(fā)費用率卻從2020年的5.47%降至2021年的3.38%，并繼續(xù)在2022年一季度降低至2.97%。

負極材料：顯著高于正極

負極的結構與正極相同，也是采用在集流體(銅箔)上涂布活性物質的方式，其作用是對正極放出的鋰離子進行可逆性的吸收/釋放，并通過外部電路流出電子。

鋰離子電池負極材料應具有盡可能低的電極電位、較高的 Li+ 遷移速率、高度的 Li+嵌入/脫嵌可逆性、良好的電導率及熱力學穩(wěn)定性。目前鋰離子電池負極材料主要分為碳材料和非碳材料兩大類，其中碳材料仍是主流。

此外，非碳材料中，硅基材料是各大負極材料主流廠商重點研究的對象，也是未來最可能大規(guī)模應用的新型負極材料之一。

1、平均研發(fā)費用率：5.47%

相較于正極材料轟轟烈烈的路線之爭，鋰電池負極材料的路線更為穩(wěn)定。人造石墨因更好的一致性與循環(huán)性成為絕對主流，2021年市場份額上升至84%，天然石墨份額下降至14%。

不過這并未影響行業(yè)內的公司保持比正極材料更高的研發(fā)費用率：2020-2022年一季度，負極材料領域的平均研發(fā)費用率分別為5.47%、4.50%和4.13%。

國民技術因集成電路和負極材料業(yè)務同時迎來高增長，錄得3392.96%的利潤增幅，其研發(fā)費用率也因為集成電路的帶動高達20%-30%，遠高于負極材料領域的其他公司。

2、三巨頭中杉杉股份研發(fā)費用率偏低

在負極材料領域，貝特瑞、璞泰來、杉杉股份三家公司占據(jù)了我國負極材料市場超過50%的份額，形成穩(wěn)定的三巨頭格局。

2021年，三家公司的研發(fā)費用率分別為5.64%、6.03%和3.46%，其中杉杉股份的研發(fā)費用率顯著偏低。

從研發(fā)人員數(shù)量來看，研發(fā)費用率最高的國民技術并沒有擁有更多的人，反而研發(fā)費用率為10%左右的龍柏集團，是唯一一家研發(fā)人員人數(shù)過千的公司。

龍佰集團為負極材料市場新進入者，其目前的業(yè)務營收仍主要來自于其鈦業(yè)務。

3、新的投資熱點

與轟轟烈烈的正極材料相比，負極似乎顯得有些不溫不火，但實際上其享有整體更高的研發(fā)費用率，且目前正在成為新的投資熱點。

以貝特瑞為例，5月11日，公司宣布年產(chǎn)20萬噸鋰電池負極材料一體化基地項目在云南大理開工。公司稱，該項目建成后將極大豐富公司的負極材料供應能力。不久前，貝特瑞剛宣布年產(chǎn)4萬噸高端鋰離子電池負極材料項目在河北深州市啟動，該項目總投資50億元。

同時，另一家負極材料龍頭杉杉股份日前宣布，擬在云南安寧市設立項目公司并投資建設年產(chǎn)30萬噸鋰離子電池負極材料一體化基地項目，計劃固定資產(chǎn)投資總額約97億元。

除了直接投資，4月中旬，杉杉股份還公告稱，擬對控股子公司上海杉杉鋰電增資30.5億元，并引入了問鼎投資、比亞迪、寧德新能源、昆侖資本四家戰(zhàn)略投資者。

東吳證券表示，預計2022年全球負極材料需求為62.1萬噸，同比增長54%。其中，國內需求為38.3萬噸。從中長期來看，預計2025年全球負極材料需求可達161.3萬噸，三年復合增速達37.5%。

隔膜：逐漸趨于平均

電池隔膜作為提高電池綜合性能的重要組成部分，常被業(yè)界稱為正負極之外的“電池第三極”。

目前市場上針對鋰電池系列，由于其電解液為有機溶劑，因此一般采用高強度薄膜化的聚烯烴多孔膜，不過目前現(xiàn)存隔膜還有聚丙烯+陶瓷涂層、聚乙烯+陶瓷涂覆，以及基于聚丙烯、聚乙烯的雙層和三層材料等。

新型材料也在不斷涌現(xiàn)，包括聚酯膜、纖維素膜、聚酰亞胺膜、聚酰胺膜、氨綸或芳綸膜等，統(tǒng)一優(yōu)點都是耐高溫。

在保障安全性的基礎上隔膜進一步趨于輕薄化，鋰電池隔膜輕薄化能夠有效提升鋰電池的能量密度，使單位體積或重量的鋰電池中容納更多的電極材料，從而最終提升鋰電池的續(xù)航能力。

1、平均研發(fā)費用率：4%

國內的隔膜市場從21世紀的第一個十年至今，發(fā)展了十多年，并已經(jīng)帶領中國隔膜走出了一條自己的道路，關于隔膜的發(fā)展史在《隔膜之王》和《鋰電隔膜下半場：星源材質卷土重來》兩篇文章中，鋰貓君曾做過具體的介紹。

目前，各家主要的研發(fā)方向仍是涂敷隔膜，行業(yè)平均研發(fā)費用率在2020-2022Q1分別為4.06%、4.35%和3.65%，隨著行業(yè)發(fā)展和逐步成熟，行業(yè)內各家公司的研發(fā)費用率目前正逐漸趨于平均值，極值有所平滑。

其中2021年研發(fā)費用率超過6%有三家公司，分別為金冠股份、璞泰來和航天彩虹。

作為負極材料起家的公司，璞泰來近年正在大力投入涂敷隔膜，并以合資方的身份拿到了寧德時代的訂單。

2、 恩捷低于星源材質

星源材質與恩捷股份，一家最早研發(fā)出國產(chǎn)隔膜、另一家則霸占目前隔膜市場的最大份額。在隔膜紛爭進入下半場之時，恩捷股份的研發(fā)費用率目前已經(jīng)低于星源材質。

2021年研發(fā)費用率5.13%的恩捷股份現(xiàn)行有效的專利共有280項，其中包含國際專利13項;另有236項專利正在申請中，其中含國際專利申請56項。

而星源材質則正在大力擴充其涂敷隔膜的產(chǎn)能，并逐漸接近恩捷股份。

就研發(fā)人員而言，收入數(shù)倍于星源材質的恩捷股份的人數(shù)并沒有拉開太大差距;而擁有最多研發(fā)人員的則是恒力石化和中材科技。

電解液：兩大巨頭差異顯著

鋰電池電解液是鋰電池的重要組成部分，需要充分潤濕兩極提供電池反應條件，目前電解液的主要方向是六氟磷酸鋰。

電解液性能來源于電解質鋰鹽和添加劑。而研發(fā)兼容高鎳動力電池電解液的核心在于新型電

解質鋰鹽和電解液添加劑，這是目前天賜材料與新宙邦的主要布局，也是未來電解液產(chǎn)品的核心競爭力之一。

1、平均研發(fā)費用率：不足3%

2020-2022Q1電解液行業(yè)的平均研發(fā)費用率分別為2.74%、2.59%和2.39%，呈現(xiàn)小幅下降趨勢。

其中新宙邦的研發(fā)費用率在年度維持最高，兩年一期的數(shù)據(jù)分別為6.17%、5.86%和3.89%，這與其選擇的橫向發(fā)展路線有關。

2、“雙雄”的不同技術路線

行業(yè)的兩大巨頭天賜材料和新宙邦同樣也是電解液領域的“雙雄”。

“雙雄”同樣選擇了不同的道路：

天賜材料選擇產(chǎn)業(yè)鏈縱深發(fā)展，包括增資從事碳酸鋰提煉業(yè)務的江蘇容匯、九江容匯;2016年設立九江礦業(yè)，負責鋰原礦加工;2018年控股中天宏鋰(鋰電池租賃)、增資江西云鋰(云母提鋰)等。

而新宙邦則選擇橫向發(fā)展，除了鋰電池化學品之外，還經(jīng)營包括電容器化學品、半導體化學品和有機氟化學品。

這同樣帶來了兩者研發(fā)費用率的差異：2021年新宙邦研發(fā)費用率5.86%，為全行業(yè)最高;而天賜材料的研發(fā)費用率則僅為3.41%。

此外，值得一提的是，目前天賜材料的六氟磷酸鋰已基本實現(xiàn)自供，而新宙邦仍然選擇向外采購進口產(chǎn)品。

從人員數(shù)據(jù)來看，新宙邦與天賜材料之間的對比與它們的研發(fā)費用率差異基本一致，而人數(shù)最多的還有發(fā)展，人數(shù)最少的深中華A。

2021年，云天化因研發(fā)項目增加，研發(fā)費用增長88.29%，但研發(fā)人員數(shù)量銳減70%。

電池：研發(fā)費用率明顯下降

與中上游環(huán)節(jié)相比，電池與整車廠的研發(fā)費用率明顯偏高。

對于電池廠商來說，2021年過得并不容易，上游原材料漲價給電池企業(yè)帶來了巨大經(jīng)營壓力，毛利率普遍下滑。或許基于控制成本的考慮，研發(fā)費用率也隨之出現(xiàn)了顯著下降，由此前的7%下降到5%區(qū)間。

但他們的研發(fā)腳步并未停下，比亞迪發(fā)布了刀片電池、寧德時代發(fā)布了麒麟電池與巧克力換電塊、蜂巢能源則繼續(xù)在無鈷電池之路上狂奔。

1、平均研發(fā)費用率5.51%

2020-2022Q1，電池環(huán)節(jié)廠商的研發(fā)費用率分別為7.47%、5.51%和5.44%，2021年的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了明顯下滑。

其中，研發(fā)費用率最高的是孚能科技，2020-2022Q1該項數(shù)據(jù)分別為33.21%、15.47%和12.49%，作為動力電池后輩，隨著收入規(guī)模的持續(xù)增長，費用率正由于規(guī)模效應出現(xiàn)下降。

另外值得注意的仍是比亞迪，作為車+電池雙巨頭，其研發(fā)費用絕對金額保持最高，但2020-2021年基本持平。

2021年，寧德時代則高比例加大了研發(fā)投入，研發(fā)費用隨收入翻倍，帶來的是研發(fā)費用率有所降低。

而從研發(fā)人員數(shù)量來看，寧德時代的研發(fā)團隊擴張增速更是高達80.24%。

電池環(huán)節(jié)的平均研發(fā)人員數(shù)量達到7192人，位居全環(huán)節(jié)前列。寧德時代、比亞迪研發(fā)人員突破萬人規(guī)模。

電池廠商面臨的問題，不僅是三元與磷酸鐵鋰之爭，還有充電和換電之爭、儲能布局之爭等，最終究竟鹿死誰手，短期的研發(fā)投入或許不能代表全部，但仍指明了方向。

整車廠：研發(fā)費用率同樣下滑

車企的2021年成績是輝煌的，整體銷量增長超過160%。

而造車新勢力中，“蔚小理”的排位關系發(fā)生順位輪換，曾經(jīng)的銷量冠軍蔚來(9.1萬輛)被小鵬汽車(9.8萬輛)取代，理想汽車(9.04萬輛)也從去年的第二名滑落至第三名。到今年第一季度，小鵬汽車仍以3451輛交付量位居第一。

1、平均研發(fā)費用率：5.21%

在研發(fā)費用率層面，2020-2022Q1車企的研發(fā)費用率分別為6.52%、5.21%和5.11%，下滑趨勢與電池廠商基本一致。

其中，2021年研發(fā)費用率最高的兩家公司分別是北汽藍谷和理想汽車。

2、蔚小理研發(fā)增長迅猛

小鵬汽車作為新晉的新勢力冠軍，雖然收入高速增長，但虧損也擴大了78%，不過與此同時研發(fā)費用率出現(xiàn)了下降。

作為研發(fā)成果，2022年開頭，小鵬發(fā)布了其G9新車，此外還將在 2023 年推出面向 B 級車和 D 級車的兩大新平臺，并發(fā)布兩款首發(fā)新車。

理想汽車的研發(fā)投入則擴大至32.86億元，同比增加198.73%，但仍是新勢力中投入最少的企業(yè)。

平均每家企業(yè)的研發(fā)人員數(shù)量為9299人，高出電池環(huán)節(jié)，同時比亞迪、上汽集團、長城汽車的研發(fā)團隊突破萬人。其中，“蔚小理”研發(fā)團隊增長最為迅猛，團隊人數(shù)較前一年均已翻倍。

對于整車廠來說，它們目前要面臨的問題是需要一邊和電池廠商爭奪電池領域的話語權，另一邊則需要面向未來的智能汽車與自動駕駛做好關鍵布局，這些都仰賴著研發(fā)。

尾聲

通過復盤鋰電產(chǎn)業(yè)2021年的研發(fā)投入狀況，我們可以看到，越是依賴資源的環(huán)節(jié)，對于研發(fā)的依賴就越少。

但作為技術密集產(chǎn)業(yè)，研發(fā)仍然是鋰電企業(yè)創(chuàng)造比較優(yōu)勢的重要因素。隨著產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的下移，與消費者與消費市場越貼近，研發(fā)投入的需求也就越高。

這在動力電池廠商身上表現(xiàn)得最為淋漓盡致。

動力電池是占據(jù)汽車成本40%左右的關鍵環(huán)節(jié)，而電池廠商卡位在上下游之間，更是需要做好上下游的適配，不僅要在短期面臨上游壓力、在技術上面臨路線之爭，更要為長期做好準備。

對于鋰電產(chǎn)業(yè)而言，2021是燦爛又艱難的一年，盡管迎來了需求的爆發(fā)，但也伴隨著鋰價瘋漲，下游企業(yè)徒有營收卻失于盈利。

面對著重重挑戰(zhàn)，各家廠商沒有停止創(chuàng)新的腳步，依然在努力突破技術壁壘。

十余年前，日韓企業(yè)快人一步奪得鋰電頭籌，如今，在企業(yè)的努力下，中國鋰電已經(jīng)追上他們的腳步。

展望未來，新的技術引領者或許已在眼前。